一种低成本屈服490MPa级水电钢板及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种低成本屈服490MPa级水电钢板及其生产方法，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.20～0.30%，Nb：0.03～0.04%，Ti：0.010～0.020%，Al：0.020～0.040%，B：0.0010～0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质；生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制及回火工序。本发明专利技术采用碳、锰固溶强化，通过优化钢中合金元素配比，采用两阶段控轧控冷工艺，产品具有低成本、优良的低温韧性及综合性能，可广泛用于水电工程，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本屈服490MPa级水电钢板及其生产方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种低成本屈服490MPa级水电钢板及其生产方法。
技术介绍
近年来，特殊环境服役的管线钢市场需求呈逐年递增的态势，苛刻的服役环境和力学性能要求使得生产该类管线钢板的边际贡献较高，促使宽厚板生产企业争相研发该类高附加值管线钢板，并努力采用低成本生产。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种低成本屈服490MPa级水电钢板；本专利技术还提供了一种低成本屈服490MPa级水电钢板的生产方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种低成本屈服490MPa级水电钢板，所述水电钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.20～0.30%，Nb：0.03～0.04%，Ti：0.010～0.020%，Al：0.020～0.040%，B：0.0010～0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术各组分及含量的作用是：C：碳对钢的屈服、抗拉强度、焊接性能产生显著影响，碳通过间隙固溶能显著提高钢板强度，但碳含量过高，又会影响钢的焊接性能及韧性。Si：在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂，同时Si也能起到固溶强化作用，但超过0.5%时，会造成钢的韧性下降，降低钢的焊接性能。Mn：锰成本低廉，能增加钢的韧性、强度和硬度，提高钢的淬透性，改善钢的热加工性能；锰量过高，对于大厚度钢板易出现中心偏析。P、S：在一般情况下，磷和硫都是钢中有害元素，增加钢的脆性，磷使焊接性能变坏，降低塑性；硫降低钢的延展性和韧性，在轧制时造成裂纹；因此应尽量减少磷和硫在钢中的含量。Al：铝是钢中常用的脱氧剂，钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性；铝还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，过高则影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。Nb：为了促进钢轧制显微组织的晶粒细化，可同时提高强度和韧性，铌可在控轧过程中通过抑制奥氏体再结晶，有效的细化显微组织，并通过析出强化基体。焊接过程中，铌原子的偏聚及析出可以阻碍加热时奥氏体晶粒的粗化，并保证焊接后得到比较细小的热影响区组织，改善焊接性能。V：主要作用是γ-α转变过程中的相间析出和在铁素体中的析出强化。Cr：能提高淬透性和固溶强化，能够提高钢在热处理状态下的强度和硬度。但也使钢板韧性有所降低，并增加回火脆性，因此可以根据强韧性要求，确定合理的Cr含量。Mo：主要作用提高高温回火稳定性，显著提高钢的高温强度。本专利技术所述水电钢板的组织为贝氏体和铁素体的复合组织。本专利技术所述水电钢板厚度为12～75mm。本专利技术所述水电钢板Ceq：0.37～0.40%；本专利技术所述水电钢板，屈服强度在520～580MPa，抗拉强度在620～700MPa，屈强比0.75～0.89；-40℃冲击功≥100J。本专利技术还提供了一种低成本屈服490MPa级水电钢板的生产方法，所述生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制及回火工序；所述轧制工序采用再结晶区＋未再结晶区两阶段控轧控冷工艺。本专利技术所述加热工序，钢坯的最高加热温度1240～1250℃，均热温度1200～1220℃，总加热时间≥220min，均热段在炉时间≥60min。本专利技术所述轧制工序，采用再结晶区＋未再结晶区两阶段控轧控冷工艺，第一阶段为再结晶区，轧制温度为1000～1100℃，单道次压下量为10～20%，累计压下率为30～50%；第二阶段为未再结晶区，轧制温度为850～870℃，累计压下率为30～50%。本专利技术所述轧制工序，轧后进行ACC水冷，入水温度为760～780℃，返红温度300～400℃。本专利技术所述回火工序，加热温度590～600℃，保温时间系数2.5min/mm。本专利技术设计思路：碳、锰固溶强化；加入适量的Nb、Cr、Ti、B细化晶粒，其碳氮化物起到弥散强化作用；通过后续精准的控轧控冷和回火工艺，使钢板具有良好的力学性能。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术化学成分设计采用低C，保证钢板良好的焊接性；采用碳、锰固溶强化，Nb微合金化设计，辅以Cr、Ti、B等合金元素，确保钢板强度、韧性匹配同时降低了生产成本。2、本专利技术通过优化钢中合金元素配比，采用两阶段控轧控冷工艺，解决了轧机轧制压力不足而造成的晶粒粗大不均的问题，产品为贝氏体和铁素体的复合组织，产品具有优良的低温性能及综合性能。3、本专利技术通过控轧控冷＋回火工艺生产钢板，所得屈服490MPa级水电钢板Ceq：0.37～0.40%；屈服强度在520～580MPa，抗拉强度在620～700MPa，屈强比0.75～0.89，-40℃冲击功≥100J。4、本专利技术生产的屈服490MPa级水电钢板低温韧性有相当大的富裕量，可广泛用于水电工程，应用前景广阔。附图说明图1为实施例1水电钢板的金相组织图；图2为实施例2水电钢板的金相组织图；图3为实施例3水电钢板的金相组织图；图4为实施例4水电钢板的金相组织图；图5为实施例5水电钢板的金相组织图；图6为实施例6水电钢板的金相组织图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。低成本屈服490MPa级水电钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制及回火工序，具体工艺步骤如下所述：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼时喂入Al线1.2～1.4kg/t钢；钢水温度达到1530～1550℃转入VD炉真空脱气处理，真空脱气处理前加入CaSi块1.0～1.5kg/t钢改变夹杂物形态，真空脱气处理的真空度≤66.6Pa，真空保持时间≥20min；出钢钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.20～0.30%，Nb：0.03～0.04%，Ti：0.010～0.020%，Al：0.020～0.040%，B：0.0010～0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质；（2）连铸工序：采用200mm厚度连铸坯成材，钢坯按照1.1min/mm进行加热；（3）加热工序：钢坯的最高加热温度1240～1250℃，均热温度1200～1220℃，总加热时间≥220min，均热段在炉时间≥60min；（4）轧制工序：采用再结晶区+未再结晶区两阶段控轧工艺进行轧制，得到半成品钢板；第一阶段为再结晶区，轧制温度为1000～1100℃，单道次压下量为10～20%，累计压下率为30～50%；第二阶段为未再结晶区，轧制温度为850～870℃，累计压下率为30～50%；轧后进行ACC水冷，入水温度760～780℃，返红温度300～400℃；（5）回火工序：回火加热温度590～600℃，保温时间系数2.5min/mm，即可得到厚度为12～75mm的水电钢板。实施例1本实施例低成本屈服490MPa级水电钢板厚度为20mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。本实施例低成本屈服490MPa级水电钢板的生产方法包括冶炼、连铸、加热、轧制及回火工序，具体工艺步骤如下所述：（1）冶炼工序：钢水先经电炉冶炼，送入LF精炼炉精炼，精炼时喂入Al线1.2kg/t钢；钢水温度达本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低成本屈服490MPa级水电钢板，其特征在于，所述水电钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.20～0.30%，Nb：0.03～0.04%，Ti：0.010～0.020%，Al：0.020～0.040%，B：0.0010～0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种低成本屈服490MPa级水电钢板，其特征在于，所述水电钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.07%，Si：0.20～0.40%，Mn：1.50～1.60%，P≤0.015%，S≤0.010%，Cr：0.20～0.30%，Nb：0.03～0.04%，Ti：0.010～0.020%，Al：0.020～0.040%，B：0.0010～0.0020%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种低成本屈服490MPa级水电钢板，其特征在于，所述水电钢板的组织为贝氏体和铁素体的复合组织。3.根据权利要求1所述的一种低成本屈服490MPa级水电钢板，其特征在于，所述水电钢板厚度为12～75mm。4.根据权利要求1所述的一种低成本屈服490MPa级水电钢板，其特征在于，所述水电钢板Ceq：0.37～0.40%。5.根据权利要求1所述的一种低成本屈服490MPa级水电钢板，其特征在于，所述水电钢板，屈服强度在520～580MPa，抗拉强度在620～700MPa，屈强比0.75～0.89；-40℃冲击功≥100J。6.基于权利要求1-5任意一项所述的一种低成本屈服490MPa级水电钢板的生产...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓建军，张志军，李杰，龙杰，高雅，吴天育，徐腾飞，谷盟森，陈海林，王晓书，
申请(专利权)人：舞阳钢铁有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河南,41